（Linux 系统）进程控制

一、进程创建

1、fork函数初识

二、进程终止

1、正常终止

2、异常终止

三、进程等待

1、进程等待必要性

2、进程等待的方法：

四、获取子进程status

1、基本概念

2、进程的阻塞等待方式

3、进程的非阻塞等待方式

五、进程程序替换

1、六种替换函数

2、可执行程序和脚本能跨语言调用的原因

3、环境变量是什么时候给进程的

一、进程创建

1、fork函数初识

在linux中fork函数时非常重要的函数，它从已存在进程中创建一个新进程。新进程为子进程，而原进程为父进程。

#include<unistd.h>

pid_t fork(void);

返回值：自进程中返回0，父进程返回子进程id，出错返回-1

二、进程终止

代码运行完毕，结果正确

代码运行完毕，结果不正确

代码异常终止

1、正常终止

可以通过 echo $? 查看进程退出码

1. 从main返回

2. 调用exit

3. _exit 异常退出：

_exit与exit区别：

_exit为纯正的系统调用，

exit最后也会调用_exit, 但在调用 _exit之前，还做了其他工作： 1. 执行用户通过 atexit或on_exit定义的清理函数。 2. 关闭所有打开的流，所有的缓存数据均被写入 3. 调用_exit

2、异常终止

ctrl + c，信号终止

异常时的退出码没有意义

三、进程等待

如果子进程已经退出，调用wait/waitpid时，wait/waitpid会立即返回，并且释放资源，获得子进程退出信息。如果在任意时刻调用wait/waitpid，子进程存在且正常运行，则进程可能阻塞。如果不存在该子进程，则立即出错返回。

1、进程等待必要性

子进程退出，父进程如果不管不顾，就可能造成‘僵尸进程’的问题，进而造成内存泄漏。进程一旦变成僵尸状态，就不能被杀死。父进程通过进程等待的方式，回收子进程资源，获取子进程退出信息。

2、进程等待的方法：

①wait方法

阻塞等待

#include<sys/types.h>

#include pid_t wait(int*status);

返回值：成功返回被等待进程pid，失败返回-1。

参数：输出型参数，获取子进程退出状态,不关心则可以设置成为NULL

②waitpid方法

pid_ t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);

返回值：当正常返回的时候waitpid返回收集到的子进程的进程ID；如果设置了选项WNOHANG,而调用中waitpid发现没有已退出的子进程可收集,则返回0；如果调用中出错,则返回-1,这时errno会被设置成相应的值以指示错误所在；

参数：

pid： Pid=-1,等待任一个子进程。与wait等效。 Pid>0.等待其进程ID与pid相等的子进程。

status: WIFEXITED(status): 若为正常终止子进程返回的状态，则为真。（查看进程是否是正常退出） WEXITSTATUS(status): 若WIFEXITED非零，提取子进程退出码。（查看进程的退出码）

options: WNOHANG: 若pid指定的子进程没有结束，则waitpid()函数返回0，不予以等待。若正常结束，则返回该子进程的ID。

四、获取子进程status

1、基本概念

wait和waitpid，都有一个status参数，该参数是一个输出型参数，由操作系统填充。如果传递NULL，表示不关心子进程的退出状态信息。否则，操作系统会根据该参数，将子进程的退出信息反馈给父进程。 status不能简单的当作整形来看待，可以当作位图来看待。

2、进程的阻塞等待方式

int main(){pid_t pid;pid = fork();if(pid < 0){printf("%s fork error\n",__FUNCTION__);return 1;} else if( pid == 0 ){ //childprintf("child is run, pid is : %d\n",getpid());sleep(5);exit(257);} else{int status = 0;pid_t ret = waitpid(-1, &status, 0);//阻塞式等待，等待5Sprintf("this is test for wait\n");if( WIFEXITED(status) && ret == pid ){printf("wait child 5s success, child return code is :%d.\n",WEXITSTATUS(status));}else{printf("wait child failed, return.\n");return 1;}}return 0;}

3、进程的非阻塞等待方式

#include <stdio.h>  
#include <unistd.h>#include <stdlib.h>#include <sys/wait.h>int main(){pid_t pid;pid = fork();if(pid < 0){printf("%s fork error\n",__FUNCTION__);return 1;}else if( pid == 0 ){ //childprintf("child is run, pid is : %d\n",getpid());sleep(5);exit(1);} else{int status = 0;pid_t ret = 0;do{ret = waitpid(-1, &status, WNOHANG);//非阻塞式等待if( ret == 0 ){printf("child is running\n");}sleep(1);}while(ret == 0);if( WIFEXITED(status) && ret == pid ){printf("wait child 5s success, child return code is :%d.\n",WEXITSTATUS(status));}else{printf("wait child failed, return.\n");return 1;}}return 0;}

五、进程程序替换

用fork创建子进程后执行的是和父进程相同的程序(但有可能执行不同的代码分支),子进程往往要调用一种exec函数以执行另一个程序。当进程调用一种exec函数时,该进程的用户空间代码和数据完全被新程序替换,从新程序的启动例程开始执行。调用exec并不创建新进程,所以调用exec前后该进程的id并未改变。

1、六种替换函数

 #include <unistd.h>int execl(const char *path, const char *arg, ...);int execlp(const char *file, const char *arg, ...);int execle(const char *path, const char *arg, ...,char *const envp[]);int execv(const char *path, char *const argv[]);int execvp(const char *file, char *const argv[]);

程序替换成功后，exec*之后的代码不会被执行，替换失败了才可能会执行后续代码

exec系列函数只有失败返回值，没有成功返回值，承担加载器的效果

Linux中形成的可执行程序是有格式的，ELF，可执行程序的表头。

exec系列函数可以调用系统命令，也可以调用我们自己编译的可执行程序

2、可执行程序和脚本能跨语言调用的原因

所有语言写的代码运行起来本质都是进程

3、环境变量是什么时候给进程的

环境变量也是数据，创建子进程的时候，环境变量就已经被子进程继承下去。